貴州純水設(shè)備，如何提高陽(yáng)床、陰床的再生效果
離子交換法在化學(xué)除鹽、制取純水方面占有重要的地位，是一種不可或缺的方法。陽(yáng)床與陰床中的樹(shù)脂在工作過(guò)程中，交換容量逐漸達(dá)到飽和，失去對(duì)離子的交換能力。失效的樹(shù)脂需要再生，其再生水平是提高水質(zhì)，增加出水量，延長(zhǎng)樹(shù)脂使用壽命的重要環(huán)節(jié)。介紹影響樹(shù)脂再生效果的相關(guān)因素，在此基礎(chǔ)上，分析和比較不同的樹(shù)脂再生方法及提高再生效果的措施。
1 引言
電廠(chǎng)使用原水中，含有大量的Ca2+、Fe3+等陽(yáng)離子以及Cl-、SO42-等陰離子。這些有害成分進(jìn)入鍋爐后，會(huì)在其表面結(jié)垢，并產(chǎn)生腐蝕作用，縮短了設(shè)備的使用壽命，也給機(jī)組的運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。因此，原水必須在除鹽凈化之后才能投入使用。離子交換法是應(yīng)用為廣泛也為重要的除鹽方法。原水依次通過(guò)填裝陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的陽(yáng)床和陰離子交換樹(shù)脂的陰床后，水中的有害離子可絕大部分地被脫去，達(dá)到凈化的目的。但是，在工作過(guò)程中，陽(yáng)床、陰床的樹(shù)脂都會(huì)逐漸耗盡，加上原水中有機(jī)物、微生物和膠體等成分的污染，樹(shù)脂會(huì)失去除鹽功能。此時(shí)，需要對(duì)樹(shù)脂分別進(jìn)行再生。研究表明，無(wú)論是陽(yáng)樹(shù)脂還是陰樹(shù)脂，其再生度越高，則再生后，樹(shù)脂中殘留的有害離子含量越少，出水中離子泄漏量越低，而出水量也隨之升高。由此可見(jiàn)，好的再生效果可以保證除鹽系統(tǒng)的正常運(yùn)行，延長(zhǎng)制水時(shí)間，提高制水量和出水品質(zhì)。因此，研究如何提高樹(shù)脂的再生效果，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2再生機(jī)理及再生效果影響因素
2.1 樹(shù)脂再生基本原理
離子交換樹(shù)脂工作時(shí)，分別通過(guò)陽(yáng)樹(shù)脂中的H+和陰樹(shù)脂中的OH-將進(jìn)水中的陽(yáng)離子和陰離子置換出來(lái)。這個(gè)過(guò)程是可逆的，再生即是除鹽的逆過(guò)程。也就是分別用一定量的酸和堿與失效的樹(shù)脂反應(yīng)，H+和OH-將樹(shù)脂吸附的離子重新置換出來(lái)，自身再一次與樹(shù)脂結(jié)合，使樹(shù)脂恢復(fù)交換能力，可以繼續(xù)工作。顯然，再生反應(yīng)進(jìn)行的越徹底，再生效果越好。其反應(yīng)式具體如下：
2.2 樹(shù)脂再生效果的影響因素
樹(shù)脂的再生是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，從再生劑的選取、再生劑的質(zhì)量到再生樹(shù)脂的沖洗等等，每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能影響到樹(shù)脂終的再生效果。分析影響再生的各種因素，有助于我們?cè)趯?shí)際操作中分析和采用合理工藝，從而盡可能的提高樹(shù)脂再生效果。
2.2.1再生劑種類(lèi)
HCl和NaOH作為傳統(tǒng)的再生劑，被廣泛應(yīng)用于樹(shù)脂的再生過(guò)程。雖然HCl的價(jià)格較貴，但其再生度高，可延長(zhǎng)制水時(shí)間，提高制水量，節(jié)約制水成本。而NaOH既可作為強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的再生劑又可作為弱堿陰樹(shù)脂的再生劑，適用范圍相當(dāng)廣。除此之外，在某些特定的場(chǎng)合與環(huán)境下，也可用其它酸堿作為再生劑，但前提是選用再生劑可以滿(mǎn)足再生質(zhì)量和出水品質(zhì)的要求。
2.2.2再生劑溫度
再生液溫度的升高會(huì)促使樹(shù)脂中離子的擴(kuò)散速度加快，有利于再生，尤其對(duì)于陰樹(shù)脂的再生，其效果更加明顯。因此，在條件允許的情況下，可以將再生液預(yù)熱，適當(dāng)?shù)靥岣咂錅囟取５?，要保證升溫在一定的范圍之內(nèi)，通?？刂圃?5～40℃附近。過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂內(nèi)部基團(tuán)的分解，影響樹(shù)脂的正常使用，縮短壽命。
2.2.3再生劑濃度
再生劑濃度在很大程度上影響樹(shù)脂的再生度和破碎率。對(duì)于陽(yáng)樹(shù)脂，隨著再生劑濃度的增加，再生度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)樵诘蜐舛葏^(qū)，H+隨再生液濃度的增加而增多，置換的離子也相應(yīng)增多，再生度提高。當(dāng)濃度增加到一定程度，進(jìn)入高濃度區(qū)，此時(shí)，高濃度的再生劑使樹(shù)脂發(fā)生破碎，再生度反而降低。再生液濃度對(duì)陰樹(shù)脂的影響也呈現(xiàn)類(lèi)似的規(guī)律。只是在高濃度區(qū)再生度增長(zhǎng)緩慢而非呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
2.2.4沖洗水質(zhì)
失效樹(shù)脂經(jīng)過(guò)離子交換再生后，需要用水沖去多余的酸和雜質(zhì)離子。如果沖洗不徹底，殘留的離子會(huì)增加循環(huán)系統(tǒng)中有害離子的成分，同時(shí)減少樹(shù)脂的交換容量，不能達(dá)到理想的再生效果。有研究指出，用大于等于10M -cm的水沖洗陰陽(yáng)樹(shù)脂后，樹(shù)脂的再生度、交換容量均要高于自來(lái)水沖洗效果，且殘留的有害離子明顯減少。
此外，再生液純度和流速，更換次數(shù)等也都對(duì)樹(shù)脂的再生效果產(chǎn)生或多或少的影響。在日常再生過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮各個(gè)因素的綜合作用，擇優(yōu)選取的再生方案。

流程：
1、采用離子交換方式的電池行業(yè)用超純水其流程如下：
原水→原水加壓泵→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→軟水器→精密過(guò)濾器→陽(yáng)樹(shù)脂過(guò)濾床→陰樹(shù)脂過(guò)濾床→陰陽(yáng)樹(shù)脂混床→微孔過(guò)濾器→用水點(diǎn)
2、采用兩級(jí)反滲透方式的電池行業(yè)用超純水其流程如下：
原水→原水加壓泵→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→軟水器→精密過(guò)濾器→級(jí)反滲透 →PH調(diào)節(jié)→中間水箱→第二級(jí)反滲透(反滲透膜表面帶正電荷)→純化水箱→純水泵→微孔過(guò)濾器→用水點(diǎn)
3、采用EDI方式的電池行業(yè)用超純水其流程如下：
原水→原水加壓泵→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→軟水器→精密過(guò)濾器→一級(jí)反滲透機(jī)→中間水箱→中間水泵→EDI系統(tǒng)→微孔過(guò)濾器→用水點(diǎn)
現(xiàn)將電池行業(yè)用超純水的優(yōu)缺點(diǎn)分別列于下面：
1、種電池行業(yè)用超純水采用離子交換樹(shù)脂其優(yōu)點(diǎn)在于初投資少，占用的地方少，但缺點(diǎn)就是需要經(jīng)常進(jìn)行離子再生，耗費(fèi)大量酸堿，而且對(duì)環(huán)境有一定的破壞性。
2、第二種電池行業(yè)用超純水采用兩級(jí)反滲透設(shè)備，其特點(diǎn)為初投次比采用離子交換樹(shù)脂方式要高，但無(wú)須樹(shù)脂再生。其缺點(diǎn)在于相關(guān)膜原件需定期清洗或更換，電池行業(yè)用超純水質(zhì)相對(duì)來(lái)說(shuō)不是太高，大都只能做到1us/cm左右，所以在不是要求更高的時(shí)候常采用一級(jí)反滲透后面再用混床(陰陽(yáng)復(fù)床)把關(guān)。
3、第三種電池行業(yè)用超純水采用反滲透作預(yù)處理再配上電去離子(EDI)裝置，這是目前制取電池行業(yè)用超純水經(jīng)濟(jì)，環(huán)保的超純水制備工藝，不需要用酸堿進(jìn)行再生便可連續(xù)制取超純水，對(duì)環(huán)境沒(méi)什么破壞性。其缺點(diǎn)在于初投資相對(duì)以上兩種方式過(guò)于昂貴
電子、半導(dǎo)體工業(yè)的芯片生產(chǎn)在制作過(guò)程中，往往需要使用極其純凈的超純水。如果純水水質(zhì)達(dá)不到生產(chǎn)工藝用水的要求或者水質(zhì)不穩(wěn)定的話(huà)，會(huì)影響到后續(xù)工藝的處理效果和使用壽命。此外，晶元清洗和機(jī)械碾磨過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生廢水，造成對(duì)環(huán)境的污染。
通過(guò)使用超濾、反滲透、EDI和核子級(jí)離子交換系統(tǒng)來(lái)生產(chǎn)滿(mǎn)足需求的超純水。并將生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水經(jīng)過(guò)膜系統(tǒng)的處理進(jìn)行回收再利用，在很大程度上減少了電子、半導(dǎo)體行業(yè)的用水量、降低了生產(chǎn)成本行業(yè)純水設(shè)備技術(shù)方案工業(yè)純水設(shè)備技術(shù)維修反滲透純凈水設(shè)備方案設(shè)計(jì)
微電子行業(yè)包括了電解電容器生產(chǎn)、電子管生產(chǎn)、顯像管和陰極射線(xiàn)管生產(chǎn)、黑白顯像管熒光屏生產(chǎn)、液晶顯示器的生產(chǎn)、晶體管生產(chǎn)、集成電路生產(chǎn)、電子新材料生產(chǎn)等生產(chǎn)工藝，都需要工業(yè)超純水。傳統(tǒng)化學(xué)及介質(zhì)過(guò)濾生產(chǎn)超純水的方法，會(huì)因在水中添加各種化學(xué)劑，制備過(guò)程冗長(zhǎng)等各種因素造成產(chǎn)水的不穩(wěn)定，無(wú)法確保長(zhǎng)期、穩(wěn)定的超純水。行業(yè)純水設(shè)備技術(shù)方案工業(yè)純水設(shè)備技術(shù)維修反滲透純凈水設(shè)備方案設(shè)計(jì)
采用“物理”凈化法(超濾→反滲透→EDI→拋光混床)，使超純水制備從傳統(tǒng)的陽(yáng)離子交換器、脫碳、陰離子交換器、復(fù)合離子交換器等發(fā)生了一次革命，從此進(jìn)入了一個(gè)無(wú)需再生化學(xué)品的時(shí)代。膜法制備出來(lái)的工業(yè)純水，其純度可達(dá)到18MΩ·CM，且系統(tǒng)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，且生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的廢水又可回用再生。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
*該系統(tǒng)由單片機(jī)(PLC)控制，一切動(dòng)作均在預(yù)設(shè)程序下自動(dòng)進(jìn)行，具備全自動(dòng)功能(自動(dòng)制水、自動(dòng)沖洗、源水缺水/水箱滿(mǎn)水自動(dòng)停機(jī))。
*系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置緊湊，占地面積小，有效節(jié)約空間。
*系統(tǒng)能耗低，有效節(jié)約能源。
*耗材壽命長(zhǎng)，制水成本低廉。
*系統(tǒng)運(yùn)行可靠，供水管路封閉，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
工藝簡(jiǎn)介：
本工藝由以下部分組成：預(yù)處理、雙級(jí)反滲透(DRO)、連續(xù)電除鹽(EDI)、紫外線(xiàn)殺菌(UV)、拋光混床(MB)、終端微濾(MF)。
預(yù)處理部分由多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器和全自動(dòng)軟水器組成。
反滲透裝置主要由高壓泵、反滲透膜和控制部分組成。
反滲透技術(shù)是一種率、低能耗能、無(wú)污染的技術(shù)，主要應(yīng)用于純水制備與海水淡化。反滲透技術(shù)是利用壓力差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，通過(guò)壓力差將H2O與源水中的無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、、等雜質(zhì)嚴(yán)格分離。
一、 EDI技術(shù)簡(jiǎn)介
EDI(Eleectrodeionization)又稱(chēng)連續(xù)電除鹽技術(shù)它科學(xué)地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體通過(guò)陽(yáng)、陰離子膜對(duì)陽(yáng)、陰離子的選擇透過(guò)作用以及離子交換樹(shù)脂對(duì)水中離子的交換作用，在電場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達(dá)到水的深度凈化除鹽，并通過(guò)水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對(duì)裝填樹(shù)脂進(jìn)行連續(xù)再生，因此E水過(guò)程不需要酸、堿化學(xué)藥品再生即可連續(xù)制取超純水，它具有技術(shù)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于電力、電子、、化工、食品和實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域，是水處理技術(shù)的綠色革命。

超純水設(shè)備顧名思義主要應(yīng)用在墨水生產(chǎn)中，為了保證墨水的純度，提高墨水質(zhì)量，需要使用電阻率在16兆歐以上的水進(jìn)行配置，而超純水設(shè)備采用的反滲透和EDI技術(shù)，設(shè)備的出水電阻率達(dá)到18兆歐以上，完全滿(mǎn)足水。
超純水設(shè)備
超純水設(shè)備
二、超純水設(shè)備典型工藝流程
1、預(yù)處理-反滲透-純化水箱-離子交換器-紫外燈-純水泵-用水點(diǎn)
2、預(yù)處理-一級(jí)反滲透-二級(jí)反滲透(正電荷反滲透膜)-純化水箱-純水泵-紫外燈-用水點(diǎn)
3、預(yù)處理-反滲透-中間水箱-中間水泵-EDI裝置-純化水箱-純水泵-紫外燈-用水點(diǎn)
4、預(yù)處理-紫外線(xiàn)殺菌裝置-一級(jí)RO裝置-二級(jí)RO裝置-中間水箱-EDI裝置-脫氧裝置-氮封純水箱-除TOCUV裝置-拋光混床-超濾裝置-用水點(diǎn)
超純水設(shè)備圖片
超純水設(shè)備圖片
三、超純水設(shè)備特點(diǎn)
數(shù)字化液晶水質(zhì)顯示，全自動(dòng)化制水，停水或水壓不夠，系統(tǒng)自動(dòng)斷電保護(hù)同時(shí)視聽(tīng)報(bào)警，多重安全保護(hù)。
微電腦智能控制系統(tǒng)，RO膜防垢程序及完善的自動(dòng)清洗消毒程序。
全自動(dòng)化無(wú)人值守設(shè)計(jì)：缺水停水時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)，水壓恢復(fù)正常時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)制水狀態(tài);純水備用時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)，當(dāng)取用一定純水時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)制水狀態(tài)。
化指示：電源指示，系統(tǒng)自檢指示，泵浦啟動(dòng)指示，RO自動(dòng)沖洗指示，缺水保護(hù)指示，缺水報(bào)警指示，純水備用指示。

反滲透設(shè)備：
包括兩級(jí)RO裝置、清洗系統(tǒng)和中間水箱。
RO反滲透主要去除水中溶解鹽類(lèi)、有機(jī)物、二氧化硅膠體、大分子物質(zhì)及預(yù)處理未去除的顆粒物等。采用兩級(jí)RO工藝可有效去除水中離子同時(shí)使出水滿(mǎn)足后續(xù)EDI裝置工藝進(jìn)水要求。
反滲透系統(tǒng)由1臺(tái)5μ過(guò)濾器、2臺(tái)高壓泵和壓力容器及反滲透膜組成。級(jí)反滲透裝置RO按2∶1排列采用6支8寸膜串聯(lián)排列方式產(chǎn)水量為m3/h回收率75%第二級(jí)反滲透裝置RO按1∶1排列采用3支8寸膜串聯(lián)排列方式產(chǎn)水量為m3/h回收率85%。膜元件級(jí)選擇海德能公司低壓復(fù)合膜CPA3第二級(jí)選擇海德能公司壓復(fù)合膜ESPA2。(選用ESPA3膜)
為確保RO裝置的穩(wěn)定運(yùn)行在RO前設(shè)置了UV消毒器和阻垢劑加藥系統(tǒng)。UV消毒器1臺(tái)處理量為17.6m3/h主要作用是殺死水中的避免RO膜受到污堵。紫外燈發(fā)射波長(zhǎng)為254 nm強(qiáng)度為30000 μWs/cm2殺菌率為99%。
為防止RO裝置中濃水側(cè)結(jié)垢須在進(jìn)水中投加阻垢劑阻垢劑采用FLOCON260設(shè)計(jì)投加量為2.4 mg/L?；虿捎肞TP0100阻垢劑設(shè)計(jì)投加量為1 mg/L。
為去除水中的CO2在兩級(jí)RO之間投加NaOH調(diào)節(jié)一級(jí)RO出水的pH值為7.83NaOH的設(shè)計(jì)投加量為4.5 mg/L。
RO清洗系統(tǒng)為撬裝設(shè)備包括清洗箱、5 μm過(guò)濾器和清洗泵。當(dāng)RO系統(tǒng)發(fā)生結(jié)垢或污堵時(shí)可對(duì)RO裝置進(jìn)行清洗同時(shí)也可清洗EDI。
中間水箱的功能為儲(chǔ)存RO產(chǎn)水、調(diào)節(jié)水量使系統(tǒng)運(yùn)行可以靈活調(diào)節(jié)。
兩級(jí)RO系統(tǒng)產(chǎn)水的電導(dǎo)率<10 μs/cmSiO2含量<500 μg/LTOC<50 μg/L。[1]
折疊工藝流程
原水加壓泵多介質(zhì)過(guò)濾器活性炭過(guò)濾器軟水器保安過(guò)濾器級(jí)反滲透機(jī)第二級(jí)反滲透機(jī)儲(chǔ)水罐純水輸送泵用水點(diǎn)
折疊反滲透裝置的應(yīng)用范圍
1.純凈水、蒸餾水、食品和配置飲料用水的凈化。
2.電子、、食品等工業(yè)中純水超純水的制備。
3.輕紡、化工、食品等工業(yè)用于分離、濃縮、液體脫色為目的工藝工程。[1]
4.海水、苦咸水的淡化。
反滲透特點(diǎn)
1.透水量大脫鹽率高。正常情況下≥98%
2.對(duì)有機(jī)物膠體、微粒、、、熱源等有很高的截留去除作用。
3.能耗小水利用率高運(yùn)行費(fèi)用低于其它脫鹽設(shè)備。
4.分離過(guò)程沒(méi)有相變具有可靠穩(wěn)定性。
5.設(shè)備體積小操作簡(jiǎn)單、容易維護(hù)適應(yīng)性強(qiáng)使用壽命長(zhǎng)
反滲透設(shè)備安裝條件
1.裝置運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)放置于室內(nèi)周?chē)h(huán)境溫度不得低于5℃不得高于38℃。當(dāng)溫度高于35℃時(shí)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)措施。
2.裝置到達(dá)后應(yīng)在一個(gè)月內(nèi)安裝完畢并應(yīng)立即進(jìn)行通水試車(chē)運(yùn)行。
3.裝置在未進(jìn)行通水試車(chē)之前任何閥門(mén)均不得開(kāi)啟以免保護(hù)溶液流出致使元件損壞。
4.裝置就位后應(yīng)調(diào)整裝置支承點(diǎn)使組件處于基本水平的位置且與基礎(chǔ)接觸可靠。
5.裝置與供水泵相接的管路及閥門(mén)在連接之前應(yīng)進(jìn)行脫脂處理供水泵過(guò)流部份也應(yīng)進(jìn)行脫脂處理。
6.裝置的產(chǎn)水輸出管輸出高度應(yīng)小于8米。
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